Exploración de los cinco principales desafíos de IoT a través de las 5 C - Parte 1

Sook Hua Wong de Keysight Technologies, Inc

La implementación de IoT está ocurriendo rápidamente. Según IoT Analytics , se espera que la cantidad de dispositivos conectados en 2019 supere las previsiones iniciales en un 14% para llegar a los 9.500 millones. Los tres principales impulsores son el crecimiento explosivo de los dispositivos de consumo, conexiones celulares IoT / M2M mucho más fuertes de lo esperado y un fuerte crecimiento de la conectividad de dispositivos en China debido a iniciativas gubernamentales, dice Sook Hua Wong de Keysight Technologies, Inc.

Se espera que esta tasa de crecimiento exponencial continúe durante los próximos años hasta alcanzar los 28 mil millones de dispositivos conectados en 2025. La tecnología ya está integrada en nuestros wearables y ropa. Habrá 26 objetos inteligentes para cada ser humano en la tierra. El 75% de los coches se enviarán con el hardware necesario para conectarse a Internet. Se prevé que los ingresos de IoT relacionados con la atención médica aumenten a más de $ 135 mil millones (€ 119 mil millones) para 2025.

La implementación de IoT se está diversificando desde aplicaciones basadas en el consumidor, como dispositivos inteligentes para el hogar y dispositivos portátiles, hasta aplicaciones de misión crítica en las áreas de seguridad pública, respuesta a emergencias, automatización industrial, vehículos autónomos e Internet de las cosas médicas (IoMT).

Las aplicaciones de misión crítica hacen uso de la conveniencia, los bajos costos y la larga duración de la batería de los dispositivos de IoT, así como de la infraestructura pública ampliamente disponible para mejorar la interoperabilidad y la interconectividad entre los dispositivos para permitir el monitoreo y control en tiempo real de varios dispositivos y sistemas críticos.

A medida que proliferan estas aplicaciones de misión crítica, los dispositivos y sistemas de IoT deben ser robustos para resistir los rigores del mundo real.

Un gran potencial conlleva grandes desafíos

IoT aporta beneficios a los consumidores y crea nuevas oportunidades de negocio para aplicaciones comerciales. Sin embargo, estos requieren hardware e infraestructura estables y confiables.

Sistema de respuesta a emergencias :Imagínese lo que sucederá si el sensor inalámbrico que monitorea la presión de una tubería de gas remota se bloquea debido a cortes de energía anteriores. Durante una emergencia, el sistema de tuberías puede explotar debido a la falta de acción oportuna para contenerlo.

Salud digital :Los dispositivos de monitorización remota de pacientes permiten la monitorización del paciente fuera de los entornos clínicos convencionales, lo que mejora el acceso del paciente a la atención y reduce el costo de la prestación de atención médica. Sin embargo, el dispositivo en sí debe funcionar en cualquier entorno, como en un estadio lleno de gente o en un almacén subterráneo de difícil acceso. La recepción de señales a través de estructuras de hormigón y la interferencia de los dispositivos circundantes no deben afectar el funcionamiento normal del dispositivo de monitoreo.

Medidor inteligente :Con cientos de miles de pequeños medidores inteligentes instalados en cada ubicación remota, estos medidores deben funcionar a la perfección para recopilar y transmitir datos de servicios públicos. Cualquier falla en el medidor inteligente resultará en errores en el seguimiento del consumo, causando pérdidas de ingresos y potencialmente arruinando la reputación de las empresas de servicios públicos.

Coche conectado :Un automóvil conectado, como el de la Figura 1, nos brinda enormes comodidades. Pero también nos expone a varios riesgos. Las fallas de seguridad en la implementación del sistema inalámbrico podrían permitir a un pirata informático localizar y secuestrar nuestro automóvil con solo presionar un botón sin que nos demos cuenta.

Figura 1:El automóvil conectado es un automóvil con un tablero interactivo que puede acceder a Internet y comunicarse con otros dispositivos conectados.

Los ingenieros y diseñadores que trabajan en estos sistemas o dispositivos de misión crítica enfrentan desafíos técnicos intensos y deben realizar importantes consideraciones de diseño y prueba y compensaciones desde la fase inicial de diseño hasta el final de la fabricación.

Abordar los desafíos técnicos a través de las 5C de IoT

Se requiere un enfoque integral para abordar los desafíos técnicos multifacéticos en los dispositivos y sistemas de IoT a lo largo de todo el ciclo de vida del producto. Como se muestra en la Figura 2, las consideraciones de diseño se pueden resumir en función de las 5C de IoT.

Figura 2:Consideraciones de diseño clave para abordar los desafíos técnicos en las 5C de IoT.

1. Conectividad

La conectividad se trata de la capacidad de permitir un flujo fluido de información hacia y desde el dispositivo, la infraestructura, la nube y las aplicaciones. Lograr una buena conectividad es uno de los principales desafíos que enfrentan los ingenieros porque el sistema de conectividad inalámbrica es muy complejo y las implementaciones densas de dispositivos complican aún más las operaciones.

Se espera que los dispositivos de IoT de misión crítica funcionen de manera confiable sin fallas, incluso en los entornos más difíciles. Los estándares inalámbricos de rápida evolución se suman a la complejidad y los ingenieros enfrentan desafíos constantes para mantenerse al día con las últimas tecnologías y garantizar que los dispositivos puedan funcionar sin problemas en todo el ecosistema.

Responder a los desafíos de conectividad requiere una selección cuidadosa de soluciones de prueba y diseño que sean altamente flexibles, configurables y actualizables para satisfacer las necesidades futuras. La solución debe ser muy flexible para probar dispositivos con muchos formatos de radio, poder acceder al rendimiento del dispositivo en los modos de operación reales y admitir pruebas inalámbricas en modo de señalización sin la necesidad de un controlador específico del chipset.

Preferiblemente, el sistema también debe ser simple, económico y puede usarse tanto en I + D como en fabricación para aprovechar el código y minimizar los problemas de correlación de medición en las diferentes fases de desarrollo. La demanda de dispositivos IoT aumentará exponencialmente debido a su rápida proliferación. Los fabricantes deben tener un sistema de prueba de fabricación altamente escalable, rentable y confiable que pueda cumplir fácilmente con el volumen creciente al tiempo que garantiza la calidad del dispositivo.

El autor es Sook Hua Wong, gerente de segmento industrial de soluciones de medición electrónica general en Keysight Technologies, Inc.

Acerca del autor

Sook Hua es un gerente de segmento de la industria con Keysight Technologies que reside en Penang, Malasia. Ella es la planificadora de soluciones estratégicas responsable de la expansión de la cartera de soluciones KeysightInternet-of-things (IoT) y la planificación del programa de marketing para impulsar el crecimiento en el segmento electrónico general de KeysightTechnologies.

Antes de desempeñar este cargo, fue la planificadora de productos responsable de la planificación estratégica y el desarrollo de la cartera de productos para el medidor y sensor de potencia de RF / microondas.

Recibió su Licenciatura en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Tecnologías de Malasia (1999) y su Maestría en Ciencias en Ingeniería de Diseño de Sistemas Electrónicos de la Universidad de Ciencias de Malasia (2003). Ha pasado 20 años en Keysight Technologies y los últimos 15 años en el equipo de General Electronics Measurement Solution (GEMS) en varias funciones, que incluyen fabricación, desarrollo de productos, soporte de ventas, marketing de productos y planificadora de productos.

La parte 2 continúa mañana….